[其他]快离子导体金属防腐复合涂料及该涂料对暴露在汽相中的金属防腐方法

说明书

本发明属于金属防腐。

现在已有的电化学阴极保护方法是以液体或土壤为电解质的。对暴露于汽相中的钢等金属部件，则无法进行有效的防腐保护。

反映该技术的文件：

Ed.，A.Philip，CorrosionandCorrosionprotectionHandbook.1983，P.17，P.472。

现在对暴露于大气等汽相中的金属部件的保护，多采用涂敷绝缘涂料（如油漆、沥青等）和镀锌等措施，但都未能很好地解决问题。近几年来，我们在开展快离子导体的研究中，注意到快离子导体与金属接触时，在其界面形成较稳定的空间电荷层，其有较稳定的化学和电化学界面，在快离子导体与金属界面区存在空间电场。据此我们首先提出可将这种空间电场用于金属的防腐保护，并进行了大量的实验研究。我们用快离子导体制成快离子导体复合防腐涂料，将其涂敷在金属部件上，这样就能对暴露于各种大气等汽相腐蚀气氛中的金属达到防腐保护的目的。如果再在这种涂层上铺设适当选择的阳极，以要保护的金属部件为阴极，选用适合于快离子导体极化系统的阴极极化保护方法和参数，在合适的恒定阴极极化电位下，通以恒定阴极极化电流，则它的防腐保护效果更佳。我们称这种防腐保护方法为快离子导体空间电场防腐保护方法。

本发明是一种对暴露于汽相中的金属的防腐用的快离子导体复合防腐涂料。它是由快离子导体Naβ″-Al₂O₃和水玻璃防水胶所组成的，其中快离子导体Naβ″-Al₂O₃重量百分比为70-10%。水玻璃防水胶是按下述比例自己配制的：水泥11.0%，石棉2.3%，氧化铅1.3%，松香0.7%，水玻璃84.7%。为了降低成本，Naβ″-Al₂O₃是用工业纯原料自己配制的，具体做法是：用工业纯原料Na₂CO₃、Li₂CO₃、α-Al₂O₃或η-Al₂O₃，按0.3～0.95Li₂O·Na₂O·5Al₂O₃的分子式一次配料，混合研磨，然后放入容器内，用适当工具压紧后在1500℃下进行2～2.5小时的固态反应，这样就制备了快离子导体Naβ″-Al₂O₃。

将制备好的Naβ″-Al₂O₃与水玻璃防水胶按照70～10%和30～90%的比例称料。

按上述比例，先称Naβ″-Al₂O₃料，研磨后过40～200目筛，再把按比例称好的水玻璃防水胶逐渐加入，混合搅拌均匀即制成了快离子导体复合防腐涂料。

用合适的工具，把本发明的快离子导体复合防腐涂料涂敷在要保护的钢等金属部件上，所用涂敷方法按通常该技术领域中所通用的涂敷方法进行的，涂层厚度为0.2～0.5mm。涂敷后需在空气中凉干1～2天，即成为快离子导体复合防腐涂料保护层，配制和涂敷在室温下完成。

本发明的快离子导体复合防腐涂料是涂敷在石油输油管道用的16锰钢等金属部件上，以要保护的金属部件作为阴极，以快离子导体复合防腐涂料作为电解质，阳极材料要根据阴极来选取，它可以是石墨或锌等。阳极要紧贴在防腐涂层上，选用阳极与阴极的面积比为1∶1～1∶3000，最好是1∶1。选择包括空间电场在内的合适的恒定保护电位，其值在0～-1.5V之间（相对于氢标电极），通以0.01μA/cm²～0.1A/cm²的直流电流。为了准确测量和控制电位，可在系统中设置参比电极，它可以是石墨（光谱纯石墨更好）。钢等金属对参比电极的自然电位（相对于氢标电极）在0.95～-0.90V之间。这样就构成了以快离子导体金属防腐复合涂料为电解质的空间电场防腐保护方法。